[發明專利]一種多尺度三維五模超材料及其增材制造方法

在審

• 申請號: 202011111080.X
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112310647A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 宋波;范軍翔;魏帥帥;史玉升
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00;B22F3/105;B22F5/10;B33Y10/00;B33Y80/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

1.一種多尺度三維五模超材料，其特征在于：

所述多尺度三維五模超材料為BCC結構，其包括多個桿及多個節點結構，多個所述桿的兩端分別連接于多個所述節點結構；該BCC結構為體心立方點陣結構；

所述桿呈圓柱狀，其開設有雙錐形通孔，所述雙錐形通孔的直徑自所述桿的一端朝所述桿的另一端先逐漸減小再逐漸增大；所述節點結構內部形成有空腔，所述雙錐形通孔與所述空腔相連通，所述空腔內填充有點陣結構；

其中，所述節點結構調節所述多尺度三維五模超材料的等效密度，且所述多尺度三維五模超材料引入了一個新的設計自由度，即節點結構的尺寸和內部點陣結構的填充率。

2.如權利要求1所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述桿的中心軸與所述雙錐形通孔的中心軸重合。

3.如權利要求1所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：多個所述桿及所述節點結構組成多尺度三維五模超材料單胞，多個所述多尺度三維五模超材料單胞相互連接以陣列形成多尺度三維五模超材料。

4.如權利要求3所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述多尺度三維五模超材料單胞呈正方體，其邊長A的取值范圍為工作波長的1/20~1/2。

5.如權利要求2所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述桿的外徑為D，長度為L；所述雙錐形通孔的粗端直徑為d1，細端直徑為d2，且滿足A/20≤D≤A/4，d1≥d2。

6.如權利要求2所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述節點結構為正方體，其邊長a的取值范圍為A/10~A/3。

7.如權利要求6所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述空腔為正方體形，其壁厚b的取值范圍為a/20~a/8。

8.如權利要求1-7任一項所述的多尺度三維五模超材料，其特征在于：所述點陣結構的填充率f為0~100%；當f為0時，所述節點結構的內部全部為空心，所述點陣結構的等效密度達到最小值；當f為100時，所述節點結構為實心，有效密度達到最大值。

9.一種權利要求1-8任一項所述的多尺度三維五模超材料的增材制造方法。